电子直线加速器的应用及其在医疗、工业和安检领域的重要性

Struggle

电子直线加速器是带电粒子加速器的一种，它是利用高微波功率在行波、驻波加速结构中建立纵向电场对电子束进行加速的一种谐振式加速器。

      根据微波的类型可分为行波和驻波型电子直线加速器，其电子能量一般都较高（大于5MeV），输出功率在几千瓦到几十千瓦，在辐射加工安全许可范围内，高能（大于5MeV）电子对被照射物具有最深的有效穿透，因而得到广泛利用。
      目前，电子直线加速器主要可分为医用电子直线加速器和工业电子直线加速器。
      医用电子直线加速器是利用微波电场对电子进行加速，产生高能射线，用于人类医学实践中的远距离外照射放射治疗活动的大型医疗设备，广泛应用于各种肿瘤的治疗，特别是深部肿瘤的治疗。医用电子直线加速器可以产生X辐射和（或）电子辐射束。高能X射线具有高穿透性、较低的皮肤剂量、较高的射线均匀度等特点，适用于治疗深部肿瘤。电子束具有一定的射程特性，穿透能力较低，用来治疗浅表肿瘤。

      工业电子直线加速器的应用则主要分为三类：
1.无损探伤检测
      无损检测就是在不损伤和不破坏材料、制品或构件的情况下，就能检测出它们内部的情况，判别内部有无缺陷。现代无损检测的方法很多，例如：超声波探伤法、涡流探伤法、荧光探伤法及射线检测法等。射线检测法即可检查工件表面又可检查工件内部的缺陷。设备可以采用放射性同位素Co60产生的γ射线、X光机产生的低能X射线和电子加速器产生的高能X射线。尤其是探伤加速器的穿透本领和灵敏度高，作为一种最终检查手段或其它探伤方法的验证手段及在质量控制中，在大型铸锻焊件、大型压力容器、反应堆压力壳、火箭的固体燃料等工件的缺陷检验中得到广泛的应用。
2.食品辐射杀菌
      食品辐射（或辐照）杀菌是利用一定剂量的波长极短的电离射线对食品进行杀菌（包括原材料）， 放射线同位素钴60 、铯137 产生的γ- 射线或低能加速器放射出的β- 射线对包装食品进行辐照处理。延迟新鲜食物某些生理过程（发芽和成熟）的发展，或对食品进行杀虫、消毒、杀菌、防霉等处理，达到延长保藏时间，稳定、提高食品质量目的的操作过程。在食品杀菌常用的射线有χ－射线、γ－射线和电子射线。电子射线主要由电子加速器中获得，χ－射线由χ－射线发生器产生，γ－射线主要由放射性同位素获得，常用的放射线同位素有60Co和137Cs。γ－射线的穿透力很强，适合于完整食品及各种包装食品的内部杀菌处理，电子射线的穿透力较弱，一般用于小包装食品或冷冻食品的杀菌，特别适用于对食品的表面杀菌处理。
3.大型货车安检
      与小型货物安检机的原理类似，大型货物安检系统则采用能量更高的电子加速器设备来发出X射线来完成最终大型货车内部货物的成像。X射线影像的形成，是基于以下三个基本条件：首先，X线具有一定的穿透力，能穿透不同的物质结构；第二，被穿透的物质结构，存在着密度和厚度的差异，X线在穿透过程中被吸收的量不同，以致剩余下来的X线量有差别；第三，这个有差别的剩余X线，经过高效半导体探测器的接收转化为电信号，这些很弱的电流信号被直接量化，通过通用串行总线传送到工业控制计算机作进一步处理，经过复杂的运算和成像处理后得到高质量的图像。

来源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/425599623
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！